Tjena, behöver hjälp med denna uppgift!

Ekanmango123 skrev :

Lotta ska dra upp ett ankare av järn från vattnet. När hon drar med kraften 470 N lyfts ankaret med konstant hastighet mot ytan. Hur mycket väger ankaret?

Jag vet att F= m * g  och då tänkte jag att 470 = m * 9.82 och då får jag ut massan. Men då tänkte jag till och förstod att reglerna under vatten kanske är annorlunda. Alltså att man har någon form utav lyftkraft som FL= pgV eller något. Såg också att ankaret var utav järn. Då kanske densiteten har något med frågan att göra :)

Men hade varit väldigt glad ifall någon ville hjälpa mig att komma vidare    

Jag tycker du har kommit väldigt långt,

Jo lyftkraften ska säkert vara med.

Vilka krafter verkar på ankaret?

Nedåt är det mg

uppåt är det dragkraft i snöret och en lyftkraft från vattnet.

Eftersom hastigheten är konstant är summan av krafterna noll

Nu är det bara att räkna...

Lyftkraften från vattnet kommer vara lika med tyngden för vattnet som ankaret trycker undan. Så lyftkraften är alltså

$F_L = \rho_v g V$

Där $\rho_v$ är densiteten hos vatten. Sedan vet du att massan hos ankaret är

$m = \rho_j V$

där $\rho_j$ är densiteten hos järn. Så för att den ska röra sig med konstant hastighet så ska det gälla att

$F_L + 470 = mg$

$\rho_v g V + 470 = \rho_j g V$

$(\rho_j - \rho_v)g V = 470$

$V = \frac{470}{(\rho_j - \rho_v)g}$

och man får därför att

$m = \rho_j V = \frac{470 \rho_j}{(\rho_j - \rho_v) g}$

Arkimedes princip...

Uppgifts-skrivaren borde inte ha skrivit "...med konstant hastighet...". Man måste anta låg hastighet för att kunna lösa uppgiften. Annars tillkommer en betydande kraft för att dra ankaret genom vattnet. Jämför med luftmotståndet för en bil, men i vatten blir effekten mycket mer påtaglig.